钢结构的材料

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钢结构的材料

钢结构的材料

钢结构的材料
钢结构作为一种常见的建筑结构材料,具有许多优点,如高强度、耐腐蚀、可
塑性好等特点,因此在现代建筑中得到了广泛的应用。

在钢结构中,材料的选择对于结构的性能和稳定性起着至关重要的作用。

下面将就钢结构中常用的材料进行介绍。

首先,钢结构中最常用的材料就是碳素钢。

碳素钢具有良好的可塑性和焊接性,同时具有较高的强度,因此在一般建筑中被广泛使用。

然而,碳素钢的耐腐蚀性较差,因此在潮湿或腐蚀环境中需要进行防护措施,以延长其使用寿命。

其次,不锈钢也是钢结构中常用的材料之一。

不锈钢具有良好的耐腐蚀性,因
此在潮湿或腐蚀环境中具有较好的稳定性,同时不锈钢还具有较高的强度和硬度,因此在特殊环境或对材料要求较高的场合得到广泛应用。

另外,钢结构中还常用合金钢。

合金钢通过添加一定比例的合金元素,如铬、镍、钼等,可以显著改善钢的性能。

合金钢具有较高的强度、硬度和耐磨性,因此在一些对材料要求较高的工程中得到了广泛应用。

除了上述几种常用的钢结构材料外,钢结构中还有一些新型材料得到了发展和
应用,如高强度钢、耐磨钢等。

这些新型材料具有更高的强度、更好的耐磨性能,可以满足一些特殊工程对材料性能的要求。

总的来说,钢结构的材料选择应根据具体的工程要求和使用环境来进行合理选择。

不同的材料具有不同的特点和适用范围,因此在工程设计中需要根据实际情况进行综合考虑,以确保结构的安全和稳定。

希望本文对钢结构材料的选择有所帮助。

钢结构用钢材料种类

钢结构用钢材料种类

钢结构用钢材料种类1. 引言钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域的结构形式,具有高强度、轻质、耐久等特点。

而钢材作为钢结构的主要构造材料,其种类和性能对于钢结构的设计和施工起着至关重要的作用。

本文将从常见的钢材种类、性能特点以及应用领域等方面进行详细介绍。

2. 常见的钢材种类2.1 碳素结构钢碳素结构钢是最常见也是最基础的一类钢材。

根据碳含量的不同,可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

低碳钢具有良好的可焊性和塑性,适用于一般建筑和机械制造;中碳钢单独使用较少,通常与其他元素合金化以提高强度;高碳钢单独使用时硬度较高,但脆性大。

2.2 合金结构钢合金结构钢单独使用或与其他元素合金化后,具有更好的强度、硬度和耐磨性。

常见的合金结构钢有铬钼合金钢、镍铬合金钢等。

其中,铬钼合金钢具有良好的耐蚀性和高温强度,适用于海洋工程和化工设备;镍铬合金钢具有良好的耐热性和耐腐蚀性,适用于高温工作环境。

2.3 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的特殊钢材。

它主要是通过在钢中添加铬、镍等元素来提高其抗氧化和耐酸碱腐蚀能力。

不锈钢分为许多种类,如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢等。

不锈钢具有良好的机械性能和装饰性能,常用于建筑装饰、厨具制造等领域。

2.4 耐候结构钢耐候结构钢单独使用时具有较高的强度和抗腐蚀能力。

它主要是通过添加少量合金元素(如铜、铬等)形成一层致密的氧化物膜,从而防止钢材继续氧化。

耐候结构钢适用于户外建筑、桥梁等需要长期暴露在恶劣环境下的工程。

2.5 焊接结构钢焊接结构钢是专门用于焊接工艺的一类钢材。

它具有良好的可焊性和韧性,能够满足焊接过程中的变形和应力集中等问题。

根据焊接方式的不同,焊接结构钢可以分为电弧焊结构钢、气体保护焊结构钢等。

3. 钢材性能特点3.1 强度钢材具有较高的强度,能够承受较大的荷载。

强度是衡量钢材质量的重要指标之一,也是设计和施工中需要考虑的重要因素。

3.2 塑性塑性是指材料在受力时能够发生可逆形变而不破裂。

钢结构工程材料目录

钢结构工程材料目录

钢结构工程材料目录一、钢材1、碳素结构钢常用于一般的钢结构工程,如 Q235 钢,具有良好的可焊性和加工性能。

2、低合金高强度结构钢如 Q345 钢、Q390 钢等,具有较高的强度和韧性,适用于承受较大荷载的结构。

二、焊接材料1、焊条根据钢材的种类和焊接要求选择不同型号的焊条,如 E43 系列焊条用于 Q235 钢的焊接,E50 系列焊条用于 Q345 钢的焊接。

2、焊丝包括实心焊丝和药芯焊丝,常用于气体保护焊和埋弧焊。

3、焊剂与焊丝配合使用,如常见的 HJ431 焊剂。

三、连接材料1、高强度螺栓分为大六角头高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓,其性能等级有 88 级和 109 级。

2、普通螺栓一般采用 C 级螺栓,常用于次要连接部位。

3、铆钉在一些特定的钢结构连接中仍有应用。

四、围护材料1、彩钢板具有色彩鲜艳、耐腐蚀、重量轻等优点,常用于钢结构建筑的屋面和墙面。

2、夹芯板由两层彩钢板中间夹芯保温材料组成,如岩棉、聚苯乙烯等,具有良好的保温隔热性能。

五、防腐涂料1、底漆如富锌底漆,能提供良好的防锈保护。

2、中间漆增加涂层的厚度和防腐性能。

3、面漆具有美观和保护的作用,可根据需要选择不同的颜色和光泽度。

六、防火涂料1、膨胀型防火涂料遇火时膨胀形成隔热层,延缓钢结构的升温。

2、非膨胀型防火涂料通过自身的低导热性能起到防火作用。

七、其他材料1、支撑材料如各类钢支撑、系杆等,用于增强钢结构的稳定性。

2、隅撑设置在钢梁和钢柱之间,增加结构的侧向稳定性。

在钢结构工程中,对材料的质量控制至关重要。

每一批次的钢材、焊接材料、连接材料等都应进行严格的检验和验收,确保其符合相关标准和设计要求。

同时,在材料的储存、运输和使用过程中,也要采取相应的防护措施,避免材料受损或变质。

例如,钢材在储存时应避免受潮、生锈,焊接材料应存放在干燥通风的环境中,防腐涂料和防火涂料在使用前应检查其保质期和质量状况。

总之,钢结构工程材料的选择和管理是确保工程质量和安全的基础。

钢结构用什么钢材(钢结构都用什么材料)钢

钢结构用什么钢材(钢结构都用什么材料)钢

钢结构用什么钢材(钢结构都用什么材料)钢【模板一:钢结构用什么钢材】正文: 随着工业化进程的推进和城市建设的快速发展,钢结构建筑的应用越来越广泛。

而在钢结构建筑中使用的钢材种类繁多,需根据具体设计要求来选择合适的钢材。

本文将详细介绍钢结构中常用的钢材种类和技术参数。

一、碳素钢 碳素钢是最常见的钢材类型,采用低碳或中碳含量的钢制造。

碳素钢具有良好的可焊性、工艺性和机械性能,适用于大部分普通钢结构,如工业厂房和桥梁等。

常用的碳素钢包括Q235、Q345等。

二、合金钢 合金钢是通过添加一定比例的合金元素来提高钢材的强度和耐蚀性能。

合金钢具有较高的抗拉强度和硬度,适用于承受较大荷载或在恶劣环境中使用的钢结构。

常用的合金钢包括16Mn、40Cr 等。

三、不锈钢 不锈钢是一种具有高抗腐蚀性能的特殊钢材。

不锈钢具有优异的耐候性和耐腐蚀性,适用于潮湿、腐蚀性较强的环境中,如海洋工程和化工设备等。

常用的不锈钢包括304、316等。

四、高强度钢 高强度钢是指抗拉强度超过常规钢材的钢材。

高强度钢的使用可以减少钢材的使用量和减轻结构自重,达到节约材料和提高建筑物稳定性的目的。

常用的高强度钢包括Q550、Q690等。

结尾: 附件:无 法律名词及注释:无【模板二:钢结构都用什么材料】正文: 钢结构作为现代建筑中常见的结构形式,其使用的材料种类多样。

本文将详细介绍钢结构中常用的材料类型和特点,以便工程师和设计师在选择材料时参考。

一、碳素钢 碳素钢是最常用的钢结构材料之一,其特点是强度高、可塑性好、抗腐蚀性能较弱。

碳素钢常用于一般建筑工程和桥梁等领域,如Q235、Q345等。

二、不锈钢 不锈钢是钢结构中的特殊材料,具有较强的抗腐蚀性能和耐高温性能。

不锈钢常用于海洋工程、化工设备等要求高耐蚀性的场所,如304、316等。

三、合金钢 合金钢是通过在钢中加入一定比例的合金元素来改善钢的性能。

合金钢具有高强度、高硬度和较好的耐腐蚀性能,常用于承受大荷载和恶劣环境的结构中,如16Mn、40Cr等。

钢结构的材料

钢结构的材料

钢结构的材料
钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域的结构形式,其材料选择对
于结构的性能和稳定性至关重要。

在钢结构的设计和施工中,材料的选择直接影响着结构的安全性和使用寿命。

因此,了解钢结构的材料特性以及选择原则对于工程实践具有重要意义。

首先,钢结构的材料主要包括钢材和焊接材料。

钢材是构成钢结构的主要材料,其主要特点是高强度、良好的可塑性和可焊性。

在工程中,常用的结构钢材包括碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢等。

这些钢材在不同的工程环境和要求下具有不同的适用性,因此在选择时需要根据具体情况进行综合考虑。

其次,焊接材料是钢结构中不可或缺的一部分,它直接影响着焊接接头的质量
和性能。

常用的焊接材料包括焊条、焊丝和焊剂等。

在选择焊接材料时,需要考虑其与基体材料的匹配性、焊接工艺的要求以及焊接接头的使用环境等因素,以确保焊接质量和接头性能。

钢结构的材料选择原则主要包括以下几点,首先,根据工程设计要求和使用环
境选择合适的钢材和焊接材料;其次,考虑材料的可获得性和成本因素,确保选择的材料能够满足工程需求并具有经济性;最后,在材料的加工和施工过程中,需要严格控制材料的质量和工艺,以确保结构的安全性和稳定性。

总之,钢结构的材料选择是钢结构工程中至关重要的一环,它直接关系着结构
的安全性和使用性能。

在工程实践中,需要根据具体工程要求和使用环境综合考虑,选择合适的钢材和焊接材料,并严格控制材料的质量和加工工艺,以确保钢结构的安全可靠。

钢结构材料及其连接

钢结构材料及其连接

钢结构材料及其连接引言钢结构作为一种重要的建筑结构形式,其所使用的材料及其连接方式是决定其性能和安全性的关键因素。

本文将对钢结构材料及其连接进行详细介绍,包括常见的钢材料、连接方式以及其优缺点等内容。

一、常见的钢结构材料1.碳素钢:碳素钢是最常见的钢材料,在钢结构中广泛应用。

其主要成分为碳和铁,具有较高的强度和韧性。

常见的碳素钢包括Q235、Q345等。

2.合金钢:合金钢是通过在碳素钢中加入一定的合金元素来改善其性能的钢材料。

常见的合金元素包括铬、镍、钼等。

合金钢具有更高的强度和耐腐蚀性能,常用于需要承受较大荷载或者在恶劣环境中使用的钢结构。

3.不锈钢:不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的钢材料。

其主要成分为铁、铬和镍,具有较高的强度和耐高温性能。

不锈钢常用于需要抗腐蚀能力较高的建筑结构,如海洋平台、食品加工设备等。

二、常见的钢结构连接方式1.焊接:焊接是钢结构连接中最常见的方式之一。

它通过将两个钢材件加热至熔点,并在熔融状态下使其相互融合,形成连接。

焊接连接具有高强度和刚性,适用于承受较大荷载的情况。

常见的焊接方式包括电弧焊、气焊、激光焊等。

2.螺栓连接:螺栓连接是利用螺栓和螺母将钢材件紧固在一起的连接方式。

螺栓连接具有灵活性高、拆卸方便等优点,适用于需要经常拆卸或更换的部件。

常见的螺栓连接包括普通螺栓连接、高强度螺栓连接等。

3.铆接:铆接是利用铆钉将钢材件连接在一起的方式。

铆钉通过钻孔、插入和扩张等工艺将两个钢材件固定在一起,形成连接。

铆接连接具有较高的强度和耐腐蚀性能,适用于受到震动和冲击负荷的部件。

4.榫卯连接:榫卯连接是一种传统的木建筑结构连接方式,在钢结构中也有应用。

其通过在两个钢材件上分别切割榫和凿握来实现连接。

榫卯连接具有较好的抗震性能和适应性,但制造过程要求较高。

三、连接方式的选择与优缺点1.焊接:焊接连接具有高强度和刚性,但焊接过程需要加热和冷却,在一些特殊情况下会导致变形或残余应力。

钢结构使用材料说明

钢结构使用材料说明

钢结构使用材料说明一、钢材材料1、钢结构常用钢材依照外形分类如下:A、H型:热轧H型钢(用途:钢柱、钢梁、次构件)焊接H型钢(用途:钢柱、钢梁、次构件)工字钢(用途:次构件)高频焊H型钢(用途:檩条、次构件)B、板型:卷板(用途:钢柱、钢梁、零件板)中厚板(用途:钢柱、钢梁、零件板)扁铁(用途:背衬板、栏杆踢脚板)花纹板(用途:平台板、楼梯踏步板)C、圆型:圆钢(用途:支撑、地脚螺栓、拉条)螺纹钢(用途:预埋件)直缝焊管(用途:管桁架、套管、栏杆、次构件)无缝管(用途:管桁架、网架、次构件)螺旋焊管(用途:管桁架、次构件)扩管(用途:管桁架、次构件)D、方型:方管(用途:次构件)方钢(用途:次构件)E、L型:角钢(用途:桁架、偶撑、支撑次构件)F、T型:T型钢(用途:桁架、次构件)G、C型:槽钢(用途:次构件)2、钢结构常用钢材依照材质分类如下:A、普通碳素结构钢(Q235):屈服强度235MPaB、低合金钢结构钢(Q345):屈服强度345MPaC、以上材质中尚有等级分类:Q235A(B、C、D、E)、Q345A(B、C、D、E)所代表的,主要是冲击的温度有所不同而已! A,B,C,D,E所不同的,指的是它们性能中冲击温度的不同。

例如:Q235A级,是不做冲击;Q235B级,是20度常温冲击;Q235C级,是0度冲击;Q235D级,是-20度冲击;Q235E级,是-40度冲击。

元素含量:A、B、C、D、E硫含量依次递减;A和B的磷含量相同,其它递减二、焊材材料1、埋弧焊:A、Q235材料对应焊丝H08A,配套焊剂SJ431B、Q345材料对应焊丝H08MnA,配套焊剂SJ1012、手工焊:A、Q235材料对应焊条E43**B、Q345材料对应焊条E50**3、二氧化碳保护焊:A、Q235、Q345材料对应焊丝:H08MnsSi三、油漆材料1、底漆:A、醇酸类底漆:醇酸红丹(铁红、中灰)防锈底漆B、环氧类底漆:环氧富锌防锈底漆C、无机类底漆:无机锌粉底漆D、氯化橡胶类底漆:铝粉氯化橡胶防锈漆E、聚氨酯类底漆:2、中间漆:A、醇酸类:醇酸铁红中间漆B、环氧类:环氧树脂中间漆、环氧三聚磷酸铝中间漆3、面漆:A、醇酸类:醇酸调和面漆、醇酸磁漆B、环氧类:环氧面漆C、聚氨酯:聚氨酯面漆。

钢结构的材料选择

钢结构的材料选择

钢结构的材料选择引言:钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式,具有优异的强度、稳定性和耐久性。

在设计和建造钢结构时,正确选择合适的材料是至关重要的,直接关系到结构的牢固性和安全性。

本文将讨论钢结构中常用的材料选择,以及其特点、适用范围和优势。

一、碳素钢碳素钢是最常见的钢结构材料之一,以其良好的可加工性和经济性而广泛应用。

主要成分为碳和铁,通常含有少量的其他合金元素,如锰、硫和磷。

碳素钢根据碳含量的不同可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

低碳钢具有良好的可塑性和焊接性,易于加工成型,适用于制造轻型结构和建筑物。

中碳钢具有较高的强度和刚度,适用于承受较大荷载的工程。

高碳钢具有更高的强度,但相对脆性较高,适用于一些特殊要求的结构,如刀片或弹簧。

二、合金钢合金钢是通过在碳素钢中添加一定数量的合金元素来改变其性能和特性的钢材。

常见的合金元素包括铬、镍、钼和钛等。

合金钢通常具有更高的强度、较好的耐腐蚀性和热稳定性。

铬合金钢,如不锈钢,具有良好的耐腐蚀能力,在潮湿或具有腐蚀性介质的环境中广泛应用。

镍合金钢具有优异的低温韧性和抗腐蚀性能,常用于船舶和海洋工程。

钼合金钢具有高温强度和耐蚀性,适用于炼油和化工设备。

三、高强度钢高强度钢是一类具有较高强度和优异力学性能的钢材,通过进一步的合金化和热处理制备而成。

高强度钢的强度一般大于普通碳素钢的两倍以上,同时还具有良好的塑性和韧性。

高强度钢的应用可以减少结构的自重,提高结构的承载能力和抗震性能。

高强度钢通常用于大跨度建筑、桥梁和高层建筑等要求较高的结构。

它可以减少构件的尺寸和截面面积,实现轻量化设计。

然而,高强度钢的制造和施工难度较大,需要严格的材料性能控制和焊接工艺要求。

总结:钢结构的材料选择是设计和建造过程中至关重要的环节。

碳素钢作为常用的材料,具有良好的可加工性和经济性,适用于大部分常规结构。

合金钢通过添加合金元素来改变材料性能,具有优异的耐腐蚀性能和热稳定性。

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第二章钢结构的材料2.1概述2.1.1建筑结构用钢的基本要求(重点)钢材种类繁多,规格、用途也不相同,对建筑结构用钢来说,主要有三方面的要求:1.强度结构的承载力大,所需的截面小,结构的自重轻;2.塑性、韧性塑性好,不易发生脆性破坏;韧性好,利于承受动力荷载;3.加工性能可焊性、冷弯性能、耐久性以及耐腐性;据上要求,《钢结构设计规范》GB50017-2003推荐承重结构用钢宜采用:炭素结构钢中的Q235钢及低合金高强结构钢中的Q345、Q390和Q420钢四种钢材。

2.1.2塑性破坏与脆性破坏a. 塑性破坏破坏前构件产生较大的塑性变形,断裂后的断口呈纤维状,色泽发暗. 破坏前塑性变形大且变形持续时间长,易发现补救。

钢材塑性破坏前的较大塑性变形能力,可以实现构件和结构中的内力重分布,钢结构的塑性设计就是建立在这种足够的塑性变形能力上。

b. 脆性破坏(绝对避免)破坏前构件塑性变形很小,甚至没有塑性变形, 断口平直并呈有光泽的晶粒状. 破坏前没有任何征兆,突然发生,无法补救.在钢结构的设计、施工和使用过程中,要特别注意防止这种破坏的发生。

2.2钢结构的机械性能2.2.1强度⑴一次单向均匀拉伸试验曲线图2.1 低碳钢单向拉伸应力-应变曲线图2.2 理想弹塑性材料应力-应变曲线由低碳钢的试验曲线(图2.1)看出,在比例极限P σ以前钢材的工作是弹性的;比例极限以后,进入了弹塑性阶段;达到了屈服点u f 后,出现了一段纯塑性变形,也称为塑性平台;此后强度又有所提高,出现所谓自强阶段,直至产生颈缩而破坏。

破坏时的伸长率δ表示钢材的塑性性能。

重要指标:① 抗拉强度抗拉强度u f 是钢材一项重要的强度指标,它反映钢材受拉时所能承受的极限应力。

② 屈服点y f屈服点y f 是钢结构设计中应力允许达到的最大限值,因为当构件中的应力达到屈服点时,结构会因过度的塑性变形而不适于继续承载。

⑵ 钢材强度标准值由图2.1可以看到,屈服点以前的应变很小,如把钢材的弹性工作阶段提高到屈服点,且不考虑自强阶段,则可把应力-应变曲线简化为图2.2所示的两条直线,称为理想弹塑性体的工作曲线。

它表示钢材在屈服点以前应力与应变关系符合虎克定律,接近理想弹性体工作;屈服点以后塑性平台阶段又近似于理想的塑性体工作。

这一简化,与实际误差不大,却大大方便了计算,成为钢结构弹性设计和塑性设计的理论基础。

因此,钢结构设计时可以屈服点强度值y f 作为承载能力极限状态强度计算的限值,即钢材强度标准值k f ,据此确定强度设计值f 。

⑶ 名义屈服点0.2f调质处理的低合金钢没有明显的屈服点和塑性平台。

这类钢的屈服点是以卸载后试件中残余应变为0.2%所对应的应力人为定义的,称为名义(条件)屈服点或0.2f 。

2.2.2塑性① 断面收缩率ψ试样拉断后,颈缩处横断面积的最大缩减量与原始横断面积的百分比,也是单调拉伸试验提供的一个塑性指标。

ψ越大,塑性越好。

Z 向钢② 伸长率δ伸长率δ是衡量钢材断裂前所具有的塑性变形能力的指标,以试件破坏后在标定长度内的残余应变表示。

取圆试件直径的5倍或10倍为标定长度,其相应伸长率分别用5δ或10δ表示。

2.2.3冷弯性能钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力的一项指标。

冷弯性能取决于钢材的质量。

.2.2.3韧性(冲击韧性) 评定带有缺口的钢材在冲击荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标,以击断试件所消耗的冲击功大小来衡量钢材抵抗脆性破坏的能力。

钢材的冲击韧性值随温度的降低而降低,但不同牌号和质量等级钢材的降低规律又有很大的不同。

因此,在寒冷地区承受动力作用的重要承重结构,应根据其工作温度和所用钢材牌号,对钢材提出相当温度下的冲击韧性指标的要求,以防脆性破坏发生。

2.3影响钢材机械性能的主要因素1.化学成份2.冶金及轧制3.钢材的硬化(冷作硬化与时效硬化)4.复杂应力与应力集中5.残余应力6.温度7. 疲劳2.3.1化学成分的影响基本成份为Fe,炭钢中含量占99%,C、Si、Mn为杂质元素,S、P、N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素。

C:含C↑使强度↑塑性、韧性、可焊性↓,应控制在≤0.22%,焊接结构应控制在≤0.20%。

Si:含Si适量使强度↑其它影响不大,有益,应控制在≤0.1~0.3%Mn:含Si适量使强度↑降低S、O的热脆影响,改善热加工性能,对其它性能影响不大,有益。

S:含量↑使强度↑塑性、韧性、性能冷弯、可焊性↓;高温时使钢材变脆(热脆现象),严格控制。

P:低温时使钢材变脆-冷脆现象;其它同SO、N:O同S;N同P,控制含量≤0.008%2.3.2冶金及轧制影响1. 冶金的影响主要为脱氧方法:沸腾钢——用Mn为脱氧剂,时间快,价格低,质量差;镇静钢——用Si为脱氧剂,时间慢,价格高,质量好。

半镇静钢——加入少量强脱氧剂硅(或铝)进行脱氧,质量和价格介于沸腾钢和镇静钢之间。

(特殊镇静钢)2. 轧制的影响反复的轧制可以改善钢材的塑性,同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合,使金属晶体组织密实,晶粒细化,消除纤维组织缺陷,使钢材的力学性能提高。

2.3.3钢材的硬化1.硬化由于某种因素的影响而使钢材强度提高,塑性、韧性下降,增加脆性的现象称之为硬化现象。

钢材的硬化有三种情况:时效硬化、冷作硬化(或应变硬化)和应变时效硬化(人工时效)。

2.时效硬化钢材中的C、N,随着时间的增长和温度的变化,而形成碳化物和氮化物,使钢材变脆的“老化”现象称之为时效硬化。

3.冷作硬化冷加工时(常温进行弯折、冲孔剪切等),钢材发生塑性变形从而使钢材变硬的现象称之为冷作硬化。

不利用冷作硬化所提高的强度,且比较重要的钢结构,要尽量避免局部冷作硬化现象的发生。

4.人工时效在钢材产生一定数量的塑性变形后,铁素体晶体中的固溶氮和碳将更容易析出,从而使已经冷作硬化的钢材又发生时效硬化现象,称为应变时效硬化。

这种硬化在高温作用下会快速发展,人工时效就是据此提出来的,方法是:先使钢材产生10%左右的塑性变形,卸载后再加热至250℃,保温一小时后在空气中冷却。

用人工时效后的钢材进行冲击韧性试验,可以判断钢材的应变时效硬化倾向,确保结构具有足够的抗脆性破坏能力。

2.3.4 复杂应力与应力集中*1.复杂应力作用(复杂应力状态下的屈服条件)单调拉伸试验得到的屈服点是钢材在单向应力作用下的屈服条件,实际结构中,钢材常是在双向或三向的复杂应力状态下工作,这时钢材的屈服并不只取决于某一方向的应力,而是由反映各方向应力综合影响的“应力函数”,即所谓的“屈服条件”来确定。

钢在复杂应力状态由弹性到塑性的条件为:(2-1)用主应力表示时,(2-2)由式(2-1)、(2-2)可以看出,当σ1、σ2、σ3为同号应力且数值接近时,即使它们各仍小于y f,说明钢材很难进入塑性状态。

当为三向拉应力作自都远大于y f,折算应力zs用时,甚至直到破坏也没有明显的塑性变形产生,破坏表现为脆性。

相反,在异号应力场下,剪应变增大,钢材会较早地进入塑性状态,提高了钢材的塑性性能。

受纯剪时,式(2-1)变为,即应力达到y f的0.58倍时,钢材进入塑性状态。

因此,《设计规范》对钢材的抗剪强度设计值v f取0.58f,f为抗拉强度设计值。

2.应力集中在荷载作用下,在构件截面突然改变的部位(孔洞边缘或缺口尖端等处)将产生局部高峰应力,其余部位应力较低且分布不均匀的现象。

应力集中实际是局部应力增大并多为同号应力场。

应力集中对低温直接承受动力作用的构件不利,故应避免截面急剧改变等构造措施,以减小应力集中。

2.3.5残余应力钢构件在轧制、火焰切割、焊接和冷矫直等冷加工和制造过程中由于不均匀冷却或不均匀塑性变形,使构件内在未受外力时即已存在的应力。

残余应力事实上是一种产生在构件内部自相平衡的内力。

残余应力虽对构件的强度无影响,但对构件的变形(刚度)、疲劳、应力腐蚀以及稳定承载力(屈曲强度,后续章节中将详细介绍)产生不利影响。

因此在钢结构制造过程中应尽量采取措施以减小残余应力。

2.3.6温度影响温度的影响,一般可分正温与负温影响两部分。

✷ 正温影响总体影响规律为温度上升,钢材的强度降低,塑性、韧性提高,这一现象称之为热塑现象,温度达600摄氏度左右时,钢材的强度几乎降至为零,而塑性、韧性极大,易于进行热加工,此温度称之为热煅温度。

需要说明:钢材在300摄氏度左右时,强度提高,塑性、韧性下降,钢材表面呈蓝色,这一反覆现象称之为蓝脆现象。

钢材在300摄氏度以上时应采取隔热措施。

✷ 负温影响随着温度的降低钢材的强度提高,塑性、韧性降低,脆性增大,称之为低温冷脆,当温度降至某一特定温度时钢材的脆性急剧增大,称此温度点为转脆温度。

2.3.7疲劳影响钢材的疲劳指钢材在循环应力多次反复作用下裂纹生成、扩展以致断裂破坏的现象。

2.4 建筑结构用钢的种类与选择2.4.1 结构用钢的种类按化学成分分:非合金钢、低合金钢、合金钢我国的建筑用钢主要为碳素结构钢(非合金钢)和低合金高强度结构钢两种2.4.2 结构用钢的牌号钢材牌号由:“Q 、屈服点值、质量等级、脱氧方法”四部分组成。

Q ——为“屈”字拼音首位字母,意为“屈服强度”;屈服点值——3位数,代表屈服点的单位面积压强值;质量等级——分A~E 五级,字序越高质量越好;脱氧方法——F 为沸腾钢,Z 代表镇静钢(一般省略),b 代表半镇静钢,TZ 代表特殊镇静钢。

例如,Q235B 代表屈服点为2235/N mm 的B 级镇静钢。

注:炭素结构钢分:A 、B 、C 、D 四级,含所有脱氧方法;低合金结构钢分:A 、B 、C 、D 、E 五级,只有镇静钢和特殊镇静钢。

建筑结构用钢,宜选炭素结构钢中的Q235及低合金钢中的Q345、Q390、Q420。

2.4.3 钢材的选用⑴ 选用考虑的因素•结构的重要性•荷载特征•连接方法•工作环境温度•钢材厚度⑵选用原则保证结构安全可靠;符合使用要求;尽可能的节约钢材和降低造价。

2.4.3 钢材的规格⑴钢板钢板有厚钢板、薄钢板、扁钢(或带钢)之分。

钢板截面的表示方法为在符号“-”后加“宽度×厚度”,如-200×20等。

钢板的供应规格如下:厚钢板:厚度4.5~60mm,宽度600~3000mm,长度4~12m;薄钢板:厚度0.35~4mm,宽度500~1500mm,长度0.5~4m;扁钢:厚度4~60mm,宽度12~200mm,长度3~9m。

⑵热轧型钢•H型钢、T型钢——代号后加“高度H×宽度B×腹板厚度t1×翼缘厚度t2”•普通工字钢——“I”后加截面高度的厘米数来表示•槽钢——“[”后加截面高度的厘米数来表示⑶冷弯型钢和压型钢板。

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